诺贝尔奖数量:谁主宰了自然科学的江湖
2020-05-08 17:03:00 来源:中国科学报
张小强 程祺 王婷婷 李雨佳 熊卉 李双 刘钰汶 李青彤
诺贝尔奖是根据瑞典科学家阿尔弗雷德诺贝尔的意愿设立的。它分为五类:物理、化学、生理或医学、文学与和平。它于1901年首次颁发。1968年,瑞典中央银行设立了瑞典中央银行经济科学奖,以纪念1969年首次颁发的阿尔弗雷德诺贝尔。
到2019年,诺贝尔奖已经延续了119年,在此期间,大量科学家为人类做出了巨大贡献。最近,新一轮诺贝尔奖得主陆续揭晓。本文统计了1901年至2019年的诺贝尔奖数据,统计了国家、年龄、性别、自然科学领域获奖者的分布、重复获奖情况、获奖者的职称以及从发表到获得诺贝尔奖的时间,进一步揭示了100多年来诺贝尔奖的分布情况。
(注:本文主要对1901-2019年诺贝尔自然科学奖的数据进行统计分析,包括物理、化学、生理学或医学奖。诺贝尔和平奖、文学奖和经济学奖不包括在统计范围内。本文中的数据是手动搜索统计数据。请纠正任何遗漏或错误。本文数据来自诺贝尔奖官方网站和https://www.nobelprize.org/)
118年616人获奖,美国独占鳌头
从1901年到2019年,诺贝尔奖在自然科学领域共授予334次,共有616名获奖者(详见表1)。
在此期间,诺贝尔奖有几年没有颁发,共计49次(详情见表2),其中大部分发生在第一次世界大战(1914-1918)和第二次世界大战(1939-1945)期间。
表1。获得诺贝尔奖的人数和获奖者人数
表2。诺贝尔奖颁奖年
根据获奖者获奖时的国籍统计,图1显示了前十个国家。(注:这里不计算11名双重国籍的获奖者,以免造成数字错误)
美国以260名诺贝尔奖得主领先,占总数的2/5,是英国的三倍,英国以84名位居第二。德国和法国分别获得了68个和34个奖项,排名第四。其他超过10名获奖者的国家是日本、瑞士、瑞典、荷兰和加拿大。丹麦以9人排名第十。
如图2所示,前10名国家有548名获奖者,占总数的89%。奥地利、澳大利亚、意大利等24个国家共有68名获奖者,占总数的11%。(注:由于所有双重国籍的获奖者在前10个国家中至少有一个国籍,该数据包括11名双重国籍的获奖者)
图1。排名前10名的国家的获奖者人数
图2。与其他国家相比的前10名国家数量
获奖机构集中在顶尖高校
良好的学术环境和创新氛围是科研人员取得优秀研究成果的重要前提。大多数诺贝尔自然科学奖获得者受益于他们的学术环境。
本文对获奖者获奖时所属的研究机构进行了统计。结果显示,在排名前13位的20所院校中,美国的12所、英国的4所、德国的3所和苏联的1所基本上都是欧美国家的院校。此外,获奖机构集中在世界顶尖大学。在排名前13位的机构中,只有马克斯普朗克研究所、分子生物学实验室和贝尔实验室是大型学术研究机构。
从获奖次数的多重关系来看,哈佛大学是表现最突出的第一梯队,共28次。马克斯普朗克研究所、加州理工学院、斯坦福大学、加州大学、麻省理工学院、哥伦比亚大学和剑桥大学紧随其后,分别获得了22、19、18、16、15、14和14个奖项。
图3。20家组织荣登自然科学奖前13名
由于部分获奖者的国籍和获奖时所属的研究机构属于不同的国家,本文通过整理诺贝尔奖官方网站的数据,统计出研究机构获奖最多的前10个国家。
从图4可以看出,美国研究机构以300个奖项位居榜首,远远超过英国,英国以89个奖项排名第二,其次是德国,德国以66个国内研究机构的奖项排名第三。
与前两大研究机构在获奖数量上的巨大差距不同,第四至第十大国家研究机构在获奖数量上的差距较小,基本保持在一位数。
从国家分布来看,获奖组织主要集中在欧美,其中美国占50%以上。值得注意的是,日本在榜单上表现出色,得分为6。
图4。获奖最多的10个国家
女性获奖者仅占约3%
根据历史数据,自1901年诺贝尔奖颁发以来,在自然科学领域的616名获奖者中,只有18名女性,约占3%。这也凸显了科学领域中男女之间的严重不平衡。玛丽亚斯克奥多斯卡居里是历史上第一位获得诺贝尔奖的女性。她总共获得了两个奖项,也是第一位获得诺贝尔物理和化学奖的女性。
在生物医学领域,“阳升阴降”的情况稍好一些。从1901年到2019年,诺贝尔生理学或医学奖总共产生了12名女性获奖者。第一位女性获奖者是格蒂特蕾莎科里,她于1947年获得该奖项。她和丈夫发现了糖原的催化转化过程,并一起获得了该奖项。
图5。自然科学奖中的男女分布
花甲之年获奖概率最大
本文选取了生理或医学、化学和物理领域的诺贝尔奖获得者的年龄值,并将其分为8个不同的年龄组,以了解诺贝尔奖获得者的年龄差异。
从图6可以看出,在616名获奖者中,50-59岁是分布最广的年龄组,共有170人。其次是60 ~ 69岁,150人。值得注意的是,只有一个人年龄在20到29岁之间,WL布喇格,他在1915年获得了诺贝尔物理学奖,当时25岁。有两个人年龄在90岁到99岁之间,分别是96岁的2018年诺贝尔物理学奖获得者阿瑟阿什阿什金和97岁的诺贝尔化学奖获得者约翰古德斯沃。这位新的诺贝尔化学奖获得者打破了多年来最年长的诺贝尔奖获得者的记录。
此外,30-49岁年龄组的所有诺贝尔自然科学奖的获奖者人数为175人,物理奖的获奖者总数为78人,特别突出。同时,我们发现物理奖获得者的年龄分布也是最广的,涵盖了20 ~ 99岁的范围。生理学或医学奖的获得者年龄在30至89岁之间,主要是50至69岁。
图6。诺贝尔奖的年龄分布
获奖者多为教授
对于研究人员来说,良好的研究环境有利于取得重要成果。除了学术氛围浓厚的大学之外,科研设施齐全的研究机构也是重要学术成果产生的地方。
对1959年至2019年自然科学奖获得者头衔的统计显示,327名大学教授获得奖项,16名研究人员获得奖项,8名双料头衔(教授和研究人员)获得奖项。此外,研究机构和其他类别如大学和学院的成员获得了44个奖项。显然,大多数获奖者是教授,比研究机构的研究人员多得多。
除了优秀的学术环境和研究设施,还有“天才”球员。例如,布莱恩大卫约瑟夫逊,一个33岁的博士生,凭借“约瑟夫结”的概念获得了1973年诺贝尔物理学奖。还有一些没有头衔的人,比如弗雷德里克桑格,他在1958年和1980年两次获得诺贝尔化学奖,他拒绝了英国女王的头衔,因为他不想听到别人叫他“先生”。他也拒绝了大多数采访和学术头衔。他多年来一直被称为“博士”,专注于科学研究。
图7。获奖人员的职称分布
从发表成果到获奖约需20年
本文统计了从诺贝尔奖获得者的产出到获奖年份的时间间隔,数据收集自1959年至2019年(部分数据尚未获得)。
从图8中可以看出,诺贝尔自然科学领域中大多数获奖者的结果公布和获奖之间的间隔是11-20年,接着是21-30年的间隔,最小数量的获奖者的时间间隔超过41年。其中,最短的时间间隔只有一年,共有7人。最长的56年间隔是美国的芭芭拉麦克林托克,他于1983年获得诺贝尔生理医学奖,享年81岁。
进入21世纪以来,由于科学技术的飞速发展,教育水平的提高和科研环境的改善,越来越多的人从事科学研究,科研成果越来越丰硕,获奖的时间间隔也越来越宽。正如诺贝尔博物馆馆长古斯塔夫卡尔斯特兰德指出的,“科学家不会在研究取得突破后立即获奖。”
图8。出版业绩与获奖时间间隔统计
到目前为止,只有四个人多次获得诺贝尔奖,即玛丽居里、莱纳斯鲍林、约翰巴丁和弗雷德里克桑格。其中两个来自美国,另外两个分别来自法国和英国。
居里夫人是第一位两次获得诺贝尔奖的科学家。诺贝尔奖被授予不同的领域,即1903年物理学奖和1911年化学奖。
另一位不同领域的获奖者是莱纳斯鲍林,他分别获得了1954年化学奖和1962年和平奖。同时,他也是唯一两次分别获奖的人。
约翰巴丁在1956年和1972年获得了诺贝尔物理学奖。他是第一个在同一领域获得两项诺贝尔奖的人,分别占据了1/2和1/3的奖项。
弗雷德里克桑格获得了1958年和1980年的诺贝尔化学奖。他是第二个在同一领域获得两个奖项的人。他独得第一名,第二名拿了四分之一的奖金。
诺贝尔奖作为科学界最重要的奖项,每年都是全世界关注的焦点。它不仅弘扬科学精神,奖励为人类做出巨大贡献的科学家,而且使更多的人了解时代的优秀研究成果。
(本期内容由重庆大学新闻学院小强传播团队提供)